3月9日，江苏省企业信息化协会总群迎来了第57期【智造+V课堂】。本期【智造+V课堂】邀请了昆山国显光电有限公司自动化中心总经理兼信息技术部总经理孙海涛孙总给大家带来《我国平板显示行业智能制造现状与趋势》的主题演讲。
优秀CIO信息化主题分享月第四期分享嘉宾：
「昆山国显光电有限公司」自动化中心总经理兼信息技术部经理 孙海涛
一、分享嘉宾
江苏优秀CIO 孙海涛
1. 个人简介
清华大学化学学士、清华大学物理化学硕士、北京邮电大学 管理科学与工程博士，主持建设的国显光电AMOLED量产线被列为江苏省“示范智能制造车间”，曾荣获“全国优秀首席信息官”、“江苏省优秀CIO”等荣誉。
从事企业IT和信息化工作16年，江苏省多个企业信息化项目的负责人，主持实施过OA、ERP、CIM、FA、CRM、文档管理等信息化和工厂智能化系统，推动和实施了企业信息安全体系，构建了制度、流程和信息系统一体化整合平台。
2. 任职情况
- 2001.12-2006.03 北京维信诺科技有限公司 企业发展部经理;
- 2006.04-2013.10 昆山维信诺显示技术有限公司 集团办公室副主任;
- 2013.10- 至今 昆山国显光电有限公司 自动化中心总经理兼信息技术部经理。
3. 参与设计项目
- 协同办公知识平台(OA&DOC)
- 企业资源管理系统(ERP)
- 计算机集成制造系统(CIMS)
- 自动物料搬送系统(AMHS)
二、分享主题
我国平板显示(FPD)行业智能制造的现状与趋势
演讲大纲
- 工业4.0与智能制造;
- 平板显示(FPD)行业智能制造的现状;
- 平板显示(FPD)行业智能制造的趋势;
三、原 文 实 录
原文实录context：
1. 工业1.0到工业3.0概况
说到工业4.0，我们很自然地可以想到会有工业1.0、2.0、3.0。工业1.0发起于18世纪末，准确说是以蒸汽机的广大应用开始的，标志就是实现了机械化，手工业成为工业。
工业2.0要一直到20世纪初了，这个时候是以电力替代蒸汽动力为代表，实现了电气化，电气化促进了工业分工，进入了大规模生产时代，因为可以远距离的传输相关动力了。1.0和2.0是以能源动力的变革为代表的。
到了工业3.0则转为信息化开始发挥主要作用，工业3.0时代也叫自动化时代，这个时候PLC(就是设备上的可编程控制器)和计算机得到了广泛的应用，这个时候，机器开始接管大部分体力劳动和少部分脑力劳动。
工业4.0是什么呢?在说明这个问题之前，我们可以回顾一下中国的两化融合和中国制造2025的一些由来。美国提出了工业互联网的概念，工业互联网首先是GE公司提出来的，借助互联网信息技术，来提升它的工业竞争力水平，工业互联网概念逐渐被美国政府所接受，并且成为美国的国家推动政策。
2013年的时候，德国正式提出了工业4.0，在工业的基础上，通过把设备实现智能化以及跟计算机、服务器等相关联，实现了智能的生产制造，也叫做智能工厂、智能制造。日本则通过着力打造3D技术和产业以实现产品制造革命。美国、德国、日本他们都在提升他们的制造竞争力，但是他们的着眼点、出发点的基础是不同的。美国是互联网的强国，所以他借着互联网来振兴他的工业;德国是工业强国，他通过设备和产线智能化来增强他们的工业竞争力;日本则通过产品技术来提升他们的制造竞争力。中国作为一个世界大国，自然也不甘落后，中国既不是互联网的强国，也不能算是工业强国，但是中国既是互联网大国，也是工业大国，所以中国基于这两点，提出了“中国制造2025”。
我认为“中国制造2025”的含义要更加的广泛和深刻，它一方面要通过信息化，提升制造业竞争力，另一方面也通过制造业的不断强大，反向助推我们的信息产业的发展。中国制造2025其中一个很重要的核心理念叫做两化融合——工业化和信息化的融合。我想中国的这个理念，、其实是比较符合中国的国情的，而且不管是制造业，还是信息产业，都是非常大的产业，这两者的相互促进，我相信会给中国的整体竞争力提升和经济社会的发展，带来无限的可能。
中国为了更好的做两化融合，提前也做了一定的准备，考察了各国之后，中国首先和德国合作，参照德国工业4.0的理念先行动起来，同时也借鉴了其他国家工业革命的相关做法。
2. 工业4.0
接下来我就来谈一谈我对工业4.0的认识。
什么是工业4.0?很普遍的情况是每个人都能描述一些工业4.0的特征和表现，但是却很难给出一个明确的、准确的定义。我的理解是工业4.0可以从三个方面来理解：
首先，工业4.0是一个模式，如果我们从网上查工业4.0，我觉得相对来讲比较靠谱的一个定义，是这样的：利用信息物理系统和互联网等先进技术与工具，将生产中的研发、供应、制造、销售等价值链信息，进行数据化、智能化、协同化，最后达到快速、有效、个性化的产品供应。信息物理系统指的就是我们的设备、物品、物料等物理存在都具有一定的信息含量，或者能处理信息、产生信息。比如说带有编码的物品，通过与服务器相连，这个编码就能带出这个物品的相关信息。
还可以从另外一个角度来理解工业4.0，它可以说是一系列的技术，从乙方角度来讲，他们在讨论工业4.0更多来讲是落实在一些技术层面上。这里面包括软件技术，比如大数据、云计算、虚拟化、移动化、物联网、互联网等等;也包括硬件方面，比如工业机器人、传感器、RFID、3D打印、智能物流、工业交换机等等，甚至带有人工智能的一些设备，比如我们所说的像智能家电，都带有一定的信息技术含量。
从制造业来说，我觉得工业4.0它的核心其实是一种理念，这个理念就是智能制造，它包括一些典型的特征，比如说数字工厂，通过数据可以透视的这样一个透明工厂。另外智能制造具有柔性应变的能力，它基于信息化、智能设备以及柔性供应链，基于对客户需求的高度敏感，进行小批量个性化的生产。基于数据统计、分析，可以快速、准确、有前瞻性的进行预测和决策。
到底工业4.0的内涵和外延是什么?我觉得现在其实是很难下一个完整的定义，或者是明晰的描述，因为我认为只有到工业5.0的时代，我们才可能反过来给工业4.0到底是什么，做一个完整的描述，画上一个完美的句号。如果说以4.0为尺度的话，在我看来目前国际上的制造业绝大部分情况下都是处在3.x这样一个阶段，已经跨越了3.0这样的企业基本上在3.X的阶段。对于一些国际型的先进的大型制造业企业，可能会达到3.5以上，那对于绝大多数企业，特别是我们国内的企业，能够达到3.0到3.5之间，其实已经算是比较先进的了。
我认为在工业4.0的道路上，我们国家的制造业还有很长的路可以走，当然反过来讲也可以说，我们还有很大的潜力可以挖，所以从制造业的角度来讲，今天想我进一步分享的是关于智能制造。
3. 平板显示行业智能制造现状
我所在的工作单位是昆山国显光电，是一家从事AMOLED研发、生产和销售的企业。AMOLED是继液晶之后新一代的显示技术，目前应用最多的，大家如果想看到的话，就是三星Galaxy系列的手机和国产主流品牌的旗舰手机，现在基本都在用AMOLED显示屏。
下面我从我们企业所在的平板显示行业的角度，来谈一谈智能制造的现状和趋势，首先是现状。平板显示简称FPD，FPD行业有很明显的特点，就是资本密集型、技术密集型和人才密集型都非常突出，入门的投资门槛都是一百亿以上，现在一个国内的工厂都有投资到五百亿的了。FPD行业是B2B的行业，我们生产的产品主要供应给像手机、智能手表、仪器仪表等终端厂家，我们不是直接面对消费者的。FPD的生产可以说工艺非常复杂，动辄几百道、上千道工艺甚至更多，而且自动化程度非常的高，第一生产是高度自动化的;第二物料的搬送都只能靠自动化来搬送，而且它的车间对环境的要求，比如说对温湿度、洁净度等的要求都非常高，需要尽量减少人在车间内的活动。
从FPD行业来讲，有些会员和朋友可能会知道4.5代线、5.5代线、6.5代线的概念，所谓的几代线，其实是根据生产投入的基板长宽尺寸来定的，目前最主流的是5.5代线和8.5代线。5.5代线基本的尺寸大概是1.3米×1.5米，而8.5代线大概是2.2米×2.5米。这么大的基板(厚度只有0.2到0.5毫米)和这么复杂的生产工艺，靠人工是无法进行生产的，所以FPD行业跟半导体行业一样，一直是自动化和智能制造比较靠前的先行者。
从SAP公司相关定义来看，制造业一般分两大类，一类是重复制造;一类是离散制造。
离散制造的产品往往是由多个零件，经过一系列并不连续的工序加工最终装配而成。比如说像火箭、飞机、汽车，这些都是属于离散制造业，特点就是过程中基本都是通过物理变化进行各种组合。重复制造是指被加工对象不间断的通过生产设备，通过一系列的加工装置，使原材料进行化学和物理变化，最终得到产品，比如说制药、化工等这样的行业。FPD行业的特点是，前段做屏体的阶段基本上属于重复制造，到后段变成一个一个小屏，然后与电路、模块等绑定在一起，形成显示模组，这一段它是典型的离散制造。
刚才讲FPD行业的特点的目的就是想说，FPD它的特点决定了它对自动化和智能化的倚仗，而且不管这个工厂大与小，它都同时有离散制造和流程制造的工段，所以在信息化方面来讲，也是需求最完整、相对最复杂的。FPD企业要想走向智能制造，一般情况下要经历几个阶段，我把它分为基础阶段、中级阶段和高级阶段。如果你想进入FPD行业，想建一个平板显示的，尤其是屏体的工厂，它的信息化入门门槛是很高的，也就是说你至少要达到基础阶段水平，否则的话，你是无法实现4.5代以上的生产线的生产的。
基础阶段至少要实现单工厂的自动化和初步智能化。从技术角度主要包括一些信息化系统，包括ERP、MES、AMHS以及信息化的生产设备、处理数据的SPC等等。MES是制造执行系统，它主要是衔接ERP下达的生产定单，把定单变成工单，然后向自动化设备和搬送设备下达指令，完成整个工厂自动化;AMHS指的是自动物料搬送系统，刚才讲过了，主物料由于尺寸很大又很薄，所以基本上全部通过自动化的搬送工具来进行搬运;信息化设备是指车间里几乎绝大部分的生产设备和检测设备都是联网的，有自身数据的搜集能力，以及向MES、向服务器传递信息的能力，同时能够接受上级系统，比如MES系统或者是跟它配套的自动化系统相关的信息的输入，并做出反应。基础阶段还要具备一定的数据搜集和处理能力，能够通过这些帮助工程师更好的提升产线的运行能力，快速处理产品的质量问题、缺陷问题。如果能做到以上这些，我觉得就构筑了一个通向信息化的基础平台。
构建基础平台我觉得有几点很关键，一定要实现系统的集成，避免信息孤岛。信息孤岛在几年前在很多企业还广泛存在，随着这几年信息化的理念越来越普及，应该说凡是做信息规划、IT规划的企业，基本上都可以比较好的做到系统集成了。我们有一些建厂比较早的企业，后来也通过一些手段来尽量的打通各个系统，实现系统集成。系统集成之后，要想真正发挥数据的作用，还有一点就是数据要一致，特别是主数据要一致，同样的一个东西或者一个对象，在不同的系统中必须要有同一个编码。也就是说不同的系统在接收到这样的一个编码也好，还是这样一个对象也好，都会识别出来它在系统中是某一个东西，而不会说这样一个编码或者特征，在这个系统中会有多种解释，这样的话，可以为下一步的数据处理，为提升到中级阶段奠定基础。
在基础阶段，还要有一个安全稳定的基础架构，从数据机床到网络到信息安全，包括我们的办公网、生产网，以及现在有的公司还有专门的研发网等等。一般来讲在这个阶段，信息化的团队具备了系统维护的能力，但是这种信息化产品主要还是靠外来的提供，甚至项目的实施也是外部来主导的。
如果企业想进一步提升智能化水平，或者企业已经实现了集团化运营，或者规模逐渐变大，我想其他的一些信息化系统也要进行部署和实施。比如说PLM系统、SRM系统、SCM系统，就是产品生命周期管理、供应链管理和客户管理，也就是说基础阶段解决了单个工厂的问题，下一步就是围绕着工厂的整个供应链上下游进行延伸，然后由制造向研发延伸，跟研发进行集成，跟产品技术信息进行集成。有了这个之后，还要有BI系统(商业智能的系统)，可以把我们整个生产和企业运营过程中产生的数据，进行搜集、处理、分析，并快速的以比较方便的形式展现给各类需求者，上到领导决策层，下到工人或者主管等层面。
此外，中等阶段还可以包括移动化，这个也有很多公司都实现了。所谓移动化就是通过手机、pad、笔记本电脑等移动终端，可以远程获取工厂或者公司运营的相关数据和情况。还有模拟设计，在产品设计端采用大量的模拟软件或工具。通过这些可以很好的支撑一个企业集团化或规模化管理，以及把产业链更好的打通，还可以实现完整的质量追溯。
这个阶段相比基础阶段就要更进一步了，信息链要双向畅通，数据从设备一直传递到ERP、到BI、到最上面的决策层。反过来讲，从BI下达的指令或者从ERP下达的指令，可以一路走下来，一直传导到设备端，或者从工厂传到供应链的两端，相关的情况又能反馈回到工厂来。这样意味着要具有较强的数据处理能力和展现能力，此时的数据量也会比原来要大很多。
所谓较强的数据处理能力，就是对海量的工业大数据有进行处理的能力，甚至有一定的计算模型，能够比较有针对性的给需求者和决策者提供决策依据、操作依据、判断依据。这对基础架构也会有更高的要求，很多虚拟技术，新的网络技术都能得到应用，来提升整个基础架构，支撑大数据流量、大数据处理等方面的需要。这个阶段的IT团队和信息化团队，应该具有较强的二次开发能力，可以在主信息产品的基础上、主系统的基础上，做二次开发或者做一些小型的周边系统的开发，来让相应的信息化系统更好的满足自身个性化的需要，提升自身的竞争力。
4. 平板显示行业智能制造发展趋势
即便部署了这么多系统，我觉得离真正的智能化其实还是有差距，只能说为工厂走向智能化奠定了一个相应的比较好的基础。当然，这里面提到的一些基础能力和中级能力，这些不一定是绝对的，在同一个阶段，不同的系统都有可能根据自己的需要，有的提前上，有的延后上，都没有关系。但，有了这些系统的部署和应用，我觉得应该说迈入了智能制造的门槛。
如果走向智能制造，国内的FPD企业其实还有很大的空间和潜力，绝大部分的企业目前也就达到了基础阶段或者中级阶段的水平。但是，几乎主要的大公司现在都在做IT规划，而IT规划中很重要的一个方向，就是怎么样提升智能制造的水平。下面就谈一谈我对国内的FPD行业智能制造的发展趋势，也就是说我所能够想到的，什么情况下能够叫做达到了一个比较高级的阶段。
中国FPD行业未来的发展，甚至广泛一点是中国制造业的发展，如果想要走到智能制造高级阶段的话，它必定要借助这个时代的一些新技术和新平台。典型的包括大数据、云计算、互联网，甚至人工智能、3D打印等等，当这些能够充分利用起来，并且产生价值的时候，可能我们的制造业就进入到一个高级阶段了。
这个阶段，我觉得非常核心的一个要素就是大数据充分的应用能力，把大数据的价值充分的发挥出来。什么是大数据?大数据定义很多，总体来讲比较类似，一般情况下就是指这个数据量非常的大，在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉和处理已经无法做到了，需要新的处理模式才可以。通过对大数据的处理可以获得更强的决策力、洞察力，甚至可以用来优化我们的管理和运营流程。这样的大数据往往呈现海量、高增长率和多样化等特征。国内的FPD企业已经有了越来越强的大数据处理能力，但我觉得大数据的神奇和价值还远远的没有被发掘出来，需要一些很高端的信息技术和工具才能够实现。强大的专业大数据分析能力需要先进的分析模型，而这种分析模型跟刚才所说的中级能力相比，一定是有学习能力分析模型，而不是一个静态的，不会变化的分析模型，里面蕴含着非常先进的数学算法。
这样的一些大数据应用，在具有学习能力之后就会显示出一些更加类似于人的思考的外在表现。我们知道它不可能按照人脑进行思考，它无非就是一种算法，但是恰恰通过这种高级大数据模型的不断学习，最后的反映出来外在表象会类似人的表现。就像阿尔法狗，我们都知道它就是大量的运算，但是它下棋却像一个人类高手在下棋。这种具有学习能力的大数据分析模型的建立能力，以及跟业务的匹配能力，我认为可以体现出是否达到了高级阶段或者到达了什么水平。
举个例子来说高级阶段的水平。我们现阶段大部分的企业在生产制造过程中，品质管控都是靠检测站点搜集数据，搜集完数据之后再去分析，如果出现了质量问题再进行追溯，看看是哪个环节出了问题，通过解决这个环节的问题，进一步提升我们的良率。这样的反馈周期实际上是比较长的，而且当你发现大量不良品的时候你的损失已经发生。如果达到了高级阶段，就不应该是这样了。我的理解就是，它应该可以监控你的过程数据，就是生产过程中各种工艺的变化、环境的变化和设备自身运行状态的各种变化，然后把这些变化和最终的产品缺陷等现象关联起来，形成一个可学习的模型，通过大数据不断冲刷和不断迭，最终建立一个最精确的关系，快速的实现多个因素对一个结果的影响的模型描绘，而且这个模型还是动态的。我们知道靠人分析的话，往往只能分析出一个因素对另一个结果的影响，或者两三个因素对一个结果的影响，而FPD制造过程中影响因素极其的多，光靠人去判断、去研究、去解决，效率是非常低下的，而且不是一直可靠的。所以，如果我们的将来数据处理能够具有这样的一个能力，就会极大的提高我们发现问题和决策的效率。高级阶段的智能制造，就是基于大数据，基于我们刚才说的一切技术，可以具备一定程度的自动决策能力，也就是说它不需要经过人工干预，在很多情况下它可以直接下达对设备、对产线，或者对信息系统下达一些指令，或者进行反馈指导、指引，自动的进行调整或者决策。我们原来是在这种品质检测站点才能发现的问题，这时候损失已经产生了，而我们如果能够对过程进行监控，并且能够跟我们后面的质量进行关联的话，我们就可以在生产过程中直接进行调整，避免最后成为不良品。大家可以想像，对于我们这种投资几百亿的工厂，那么每提升一个百分点良率，或减少百分之一的损失，会有多大的价值?
我觉得还有一些趋势，或者说大家希望能够达成的，一个是虚拟设计，另一个就是虚拟制造。但是对于FPD行业来讲，由于它是重复制造，不是离散制造，需要根据一个原材料菜单把这些原材料通过很复杂的工艺最后变成产品，FPD行业的虚拟设计和虚拟制造是非常难的。虚拟设计和虚拟制造在离散行业，特别是汽车制造业，机器人装配业其实已经有很多实际应用了，比如说海尔的工厂就在用虚拟制造，但是对于FPD行业来讲目前看难度非常的高。
还有一个趋势，就是信息链要走出自身的企业和工厂，向上下游延伸。也就是说，一个企业的信息化系统不止是管自己，还要管我的上游，对我的上游提出要求，并且跟我上游企业的信息系统进行关联，甚至设备进行关联，甚至在一些计划方面也要进行协同。再就是向下游也要进行延伸，更好的帮助我们的客户。还要有足够强大的基础架构进行支撑，比如说公有云、私有云、虚拟化以及一些比较高级、比较先进的数据中心和网络基础架构等。
在高级阶段，企业的信息化团队要具备开发复杂系统的自主开发能力了，一方面是这种系统价格昂贵，但更重要的是，当企业如果走到比较领先或者前沿的时候，如果想引领行业，就会发现要做的很多创新或管理理念没有现成的或比较成熟的信息化工具、IT工具来支撑。那这时候怎么办?就要很大程度上靠自主开发和自主创新，所以这种团队能力也是衡量是否达高级阶段的标准。
以上就是我觉得我现在能够看到的FPD行业在智能制造方面的一些趋势。当然还有很多更先进的一些理念，比如说人工智能、可视化技术，如VR、AR等。这些有可能也会成为智能制造的一部分，但有可能是工业4.0，也有可能是未来工业5.0的组成部分，这都很难说。我认为随着我们新IT和信息化技术、数据分析技术等方面的不断发展，以及理念的不断创新、应用的不断创新，智能制造水平还有很多提升的空间。
FPD行业是跟各个行业相比，在信息化和智能化方面来讲是走的比较靠前的，是因为它自身有很强大的需求和内在驱动力，但是直到目前为止仍然只达到了一个还不算特别高的智能制造阶段，还有很大的空间，很大的潜力。这不管对甲方还是乙方而言，其实都是代表了更大的机会，对我们所有这些做信息化的同仁们来讲，在这样一个时代，我们的价值也能得到更好的体现，这也是一个非常大的激励。
